Организм человека

Работа систем организма человека
Основные понятия:
Организм человека - единая, сложная, саморегулируемая и
саморазвивающаяся биологическая система, находящаяся в постоянном
взаимодействии с окружающейся средой, имеющая способность к
самообучению, восприятию, передаче и хранению информации.
Функциональная система организма - это группа органов,
обеспечивающая согласованное протекание в них процессов
жизнедеятельности. Выделение групп органов в организме человека в
системы условно, так как они функционально взаимосвязаны между
собой. Различают следующие системы человеческого организма:
нервная, сердечно-сосудистая, дыхательная, опорно-двигательная,
пищеварительная, эндокринная, выделительная и др.
Гомеостаз - относительное динамическое постоянство внутренней среды
организма (температуры тела, кровяного давления, химического состава
крови и т.д.)
Резистентность - способность организма работать в условиях
неблагоприятных изменений внутренней среды.
Адаптация - способность организма приспосабливаться к меняющимся
условиям внешней среды.
Гипокинезия - недостаточная двигательная активность организма.
Гиподинамия - совокупность отрицательных морфо-функциональных
изменений в организме вследствие недостаточной двигательной
активности (атрофические изменения в мышцах, детренированность
сердечно-сосудистой системы, деминерализация костей и т.д.).
Рефлекс - ответная реакция организма на раздражение как внутреннее,
так и внешнее, осуществляемая посредством центральной нервной
системы. Рефлексы делятся на условные (приобретенные в процессе
жизнедеятельности) и безусловные (врожденные).
Гипоксия - кислородное голодание, которое возникает при недостатке
кислорода во вдыхаемом воздухе или в крови.
Максимальное потребление кислорода (МПК) - наибольшее количество
кислорода, которое организм может потребить в минуту при предельноинтенсивной мышечной работе. Величина МПК определяет
функциональное состояние и степень тренированности организма.
Организм человека как единая биологическая система
Медицинская наука при рассмотрении организма человека и его систем
исходит из принципа целостности человеческого организма,
обладающего способностью к саморазвитию.
Организм человека развивается под влиянием генотипа (наследст
ценности), а также факторов постоянно изменяющейся внешней
природной и социальной среды.
Целостность организма обусловлена структурой и функциональной
связью всех его систем состоящих из дифференцированных,
высокоспециализированных клеток, объединённых в структурные
комплексы, обеспечивающие морфологическую основу для наиболее
общих проявлений жизнедеятельности организма.
Физиологическая регуляция процессов, протекающих в организме,
весьма совершенна и позволяет ему постоянно приспосабливаться к
изменяющимся воздействиям внешней среды.
Все органы и системы человеческого организма находятся в постоянном
взаимодействии и являются саморегулирующей системой, в основе
которой лежат функции нервной и эндокринной систем организма.
Взаимосвязанная и согласованная работа всех органов и
физиологических систем организма обеспечивается гуморальными
(жидкостными) и нервными механизмами. При этом ведущую роль
играет и центральная нервная система, которая способна воспринимать
воздействия внешней среды и отвечать на него, включая
взаимодействие психики человека, его двигательных функций с
различными условиями внешней окружающей среды.
Отличительной особенностью человека является возможность
созидательно и активно изменять как внешние природные, так и
социально-бытовые условия для укрепления здоровья, повышения
умственной и физической работоспособности.
Без знания строения человеческого тела, закономерностей деятельности
отдельных систем, органов и всего организма в целом, процессов
жизнедеятельности, протекающих в условиях воздействия на организм
естественных факторов природы, невозможно правильно организовать и
процесс физического воспитания.
Учебно-тренировочный процесс по физическому воспитанию базируется
на ряде естественных наук. В первую очередь это анатомия и
физиология.
Анатомия - наука, изучающая форму и строение человеческого
организма, отдельных органов и тканей, выполняющих какую-либо
функцию в процессе развития человека. Анатомия объясняет внешнюю
форму, внутреннее строение и взаимное расположение органов и систем
организма человека.
Физиология - наука о закономерностях функционирования целостного
живого организма.
Функционально все органы и системы организма человека находятся в
тесной взаимосвязи. Активизация деятельности одного органа
обязательно влечет за собой активизацию деятельности других органов.
Функциональной единицей организма является клетка - элементарная
живая система, обеспечивающая структурное и функциональное
единство тканей, размножение, рост и передачу наследственных свойств
организма. Благодаря клеточной структуре организма возможны
восстановление отдельных частей органов и тканей организма. У
взрослого человека число клеток в организме достигает порядка 100
триллионов.
Система клеток и неклеточных структур, объединенных общей
физиологической функцией, строением и происхождением, которая
составляет морфологическую основу обеспечения жизнедеятельности
организма, называется тканью.
Учитывая механизм обмена и связи клеток с окружающей средой,
хранения и передачи генетической информации, обеспечения энергией,
различают основные типы тканей: эпителиальную, соединительную,
мышечную и нервную.
Эпителиальная ткань образует наружный покров тела - кожу.
Поверхностный эпителий защищает организм от влияния внешней
среды. Данной ткани свойственна высокая степень регенерации
(восстановления). К соединительной ткани относят собственно
соединительную ткань, хрящевую и костную. Группа тканей организма,
обладающих свойствами сократимости, называется мышечной тканью.
Различают гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань.
Поперечно-полосатая ткань сокращается по желанию человека, гладкая
- произвольно (сокращение внутренних органов, кровеносных сосудов и
т.п.) Нервная ткань является основным структурным компонентом
нервной системы человека.
Характеристика функциональных систем организма
Выделение органов в организме человека в системы условно, так как
они функционально взаимосвязаны между собой. Различают следующие
системы человеческого организма: опорно-двигательную,
сердечнососудистую, дыхательную, нервную, эндокринную,
выделительную, пищеварительную, лимфатическую и др.
Опорно-двигательный аппарат
Непосредственными исполнителями всех движений являются мышцы.
Однако только они сами по себе не могут осуществлять функцию
движения. Механическая работа мышц осуществляется через костные
рычаги. Опорно-двигательный аппарат включает в себя три
относительно самостоятельные системы: костную (скелет), связочносуставную (подвижные соединения костей) и мышечную (скелетная
мускулатура).
Кости и их соединения в совокупности образуют скелет, выполняющий
жизненно важные функции: защитную, рессорную и двигательную.
Кости скелета принимают участие в обмене веществ и кроветворении.
В основу классификации костей, которых у взрослого человека
насчитывается более 200, положены форма, структура и функции
костей. По форме кости разделяют на длинные, короткие, плоские или
округлые; по структуре на трубчатые, губчатые и воздухоносные. В
процессе эволюции человека длина и толщина костей увеличиваются и
кости приобретают большую прочность. Эта прочность костей
обусловлена химическим составом кости, то есть содержанием в них
органических и минеральных веществ и ее механическим строением.
Соли кальция и фосфора придают костям твердость, а ее органические
компоненты - упругость и эластичность. С возрастом содержание
минеральных веществ, в основном карбоната кальция, становится
меньше, что приводит к снижению упругости и эластичности костей,
обусловливая их ломкость (хрупкость).
Снаружи кость покрыта тонкой оболочкой - надкостницей, плотно
соединяющейся с веществом кости. Надкостница имеет два слоя:
наружный плотный слой насыщен сосудами (кровеносными и
лимфатическими) и нервами, а внутренний костеобразующий - особыми
клетками, которые способствуют росту кости в толщину. За счет этих
клеток происходит и срастание кости при ее переломе. Надкостница
покрывает кость почти на всем ее протяжении, за исключением
суставных поверхностей. Рост костей в длину происходит за счет
хрящевых частей, расположенных на краях.
Суставы обеспечивают подвижность сочленяющимся костям скелета.
Суставные поверхности покрыты тонким слоем хряща, что
обеспечивает скольжение суставных поверхностей с малым трением.
Каждый сустав полностью заключен в суставную сумку. Стенки этой
сумки выделяют суставную жидкость, которая выполняет роль смазки.
Связочно-капсульный аппарат и окружающие сустав мышцы
укрепляют и фиксируют его. Основными направлениями движения,
которые обеспечивают суставы, являются: сгибание - разгибание,
отведение - приведение, вращение и круговые движения.
Скелет человека делится на скелет головы, туловища и конечностей.
Скелет головы называется черепом, который имеет сложное строение. В
черепе находится мозг и некоторые сенсорные системы: зрительная,
слуховая, обонятельная. При занятиях физическими упражнениями
большое значение имеет наличие опорных мест черепа - контрфорсов,
которые смягчают толчки и сотрясения при беге, прыжках.
Непосредственно с туловищем череп соединяется с помощью двух
первых шейных позвонков. Скелет туловища состоит из позвоночного
столба и грудной клетки. Позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков
и имеет пять отделов: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный
(5), крестцовый (5 сросшихся позвонков) и копчиковый (сросшиеся 4-5
позвонков). Соединение позвонков осуществляется с помощью
хрящевидных, эластичных межпозвоночных дисков и суставных
отростков. Межпозвоночные диски увеличивают подвижность
позвоночника. Чем больше их толщина, тем выше гибкость. Если
изгибы позвоночного столба выражены сильно (при сколиозах)
подвижность грудной клетки уменьшается. Плоская или округлая спина
(горбатая) свидетельствует о слабости мышц спины. Коррекция осанки
проводится общеразвивающими, силовыми упражнениями и
упражнениями на растягивания.
В основной скелет входит и грудная клетка, которая выполняет
защитную функцию для внутренних органов и состоит из грудины, 12
пар ребер и их соединений. Ребра представляют собой плоские
дугообразно-изогнутые длинные кости, которые при помощи гибких
хрящевидных концов прикрепляются подвижно к грудине. Все
соединения ребер очень эластичны, что имеет важное значение для
обеспечения дыхания.
Скелет верхней конечности образован плечевым поясом, состоящим из
двух лопаток и двух ключиц, и свободной верхней конечностью,
включающей плечо, предплечье и кисть.
Скелет нижней конечности образован тазовым поясом, состоящим из
двух тазовых костей и крестца, и скелетом свободной нижней
конечности, включающей бедро, голень и стопу.
Правильно организованные занятия по физвоспитанию не наносят
ущерба развитию скелета, он становится более прочным в результате
утолщения коркового слоя костей. Это имеет важное значение при
выполнении физических упражнений, требующих высокой
механической прочности (бег, прыжки и т.д.). Неправильное построение
тренировочных занятий может привести к перегрузке опорного
аппарата. Однобокость в выборе упражнений также может вызвать
деформацию скелета.
У людей с ограниченной двигательной активностью, труд которых
характеризуется удержанием определенной позы в течение длительного
времени, возникают значительные изменения костной и хрящевой
ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии
позвоночного столба и межпозвоночных дисков. Занятия физическими
упражнениями укрепляют позвоночник и за счет развития мышечного
корсета ликвидируют различные искривления, что способствует
выработке правильной осанки и расширению грудной клетки.
Любая двигательная, в том числе и спортивная, деятельность
совершается при помощи мышц, за счет их сокращения. Поэтому
строение и функциональные возможности мускулатуры необходимо
знать любому человеку, но в особенности тем, кто занимается
физическими упражнениями и спортом.
На долю мышц приходится значительная часть сухой массы тела
человека. У женщин на мышцы приходится до 35% общей массы тела, а
у мужчин до 50%. Специальной силовой тренировкой можно
значительно увеличить мышечную массу. Физическое бездействие
приводит к уменьшению мышечной массы, а зачастую - к увеличению
жировой массы.
В организме человека различают несколько видов мышц: скелетные
(поперечно-полосатые), гладкие и сердечную мышцы. Деятельность
мышц регулируется центральной нервной системой. Скелетные мышцы
удерживают тело человека в равновесии и осуществляют все движения.
При сокращении мышцы укорачиваются и через свои эластичные
элементы - сухожилия осуществляют движения частей скелета. Работой
скелетных мышц можно управлять по желанию человека, однако, при
интенсивной работе они очень быстро утомляются.
Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов человека.
Гладкомышечные клетки укорачиваются в результате сокращения
сократительных элементов, но скорость их сокращения в сотни раз
меньше, чем в скелетных мышцах. Благодаря этому гладкие мышцы
хорошо приспособлены к длительному стойкому сокращению без
утомления и с незначительными энергозатратами.
В каждую мышцу входит нерв, распадающийся на тонкие и тончайшие
ветви. Нервные окончания доходят до отдельных мышечных волокон,
передавая им импульсы (возбуждение), которые заставляют их
сокращаться. Мышцы на своих концах переходят в сухожилия, через
которые они передают усилия на костные рычаги. Сухожилия также
обладают упругими свойствами и являются последовательными
упругими элементами мышц. Сухожилия обладают большей
прочностью на растяжение по сравнению с мышечной тканью. Наиболее
слабыми и поэтому часто травмируемыми участками мышцы являются
переходы мышцы в сухожилие. Поэтому перед каждым тренировочным
занятием необходима хорошая предварительная разминка.
Мышцы в организме человека образуют рабочие группы и работают,
как правило, скоординированно (согласованно) в пространственновременных и динамико-временных отношениях. Такое взаимодействие
называется мышечной координацией. Чем больше количество мышц
или групп принимает участие в движении, тем сложнее движение и тем
больше энергозатраты и тем большую роль играет межмышечная
координация для повышения эффективности движения. Более
совершенная межмышечная координация приводит к увеличению
проявляемой силы, быстроты, выносливости и гибкости.
Все мышцы пронизаны сложной системой кровеносных сосудов.
Протекающая по ним кровь снабжает их питательными веществами и
кислородом. Сила сокращения мышцы зависит от площади поперечного
сечения мышцы, от величины площади ее прикрепления к кости, а
также от направления развиваемого мышцей усилия и длины плеча
приложения силы. Например, сгибатель бицепса может создать усилия
до 150 кг, а голени до 480 кг.
В процессе сокращения мышцы участвует одновременно лишь часть
мышечных волокон, остальные в это время выполняют пассивную
функцию. Поэтому мышцы могут совершать длительное время работу,
однако постепенно они теряют свою работоспособность и наступает
утомление мышц.
В результате физических тренировок объем и сила мышцы значительно
возрастает в 1,5-3 раза, а скорость сокращения и сопротивляемость к
неблагоприятным факторам повышается в 1,2-2 раза, что приводит к
возрастанию прочности сухожилий под влиянием мышечных усилий.
1. Дельтовидная мышца. Она покрывает плечевой сустав. Состоит из
трех пучков: переднего, среднего и заднего. Каждый пучок двигает руку
в сторону, одноименную своему названию.
2. Бицепс или двуглавая мышца плеча. Расположена на передней
поверхности руки. Сгибает руку в локтевом суставе.
3. Трицепс или трехглавая мышца плеча. Расположена на задней
поверхности руки. Разгибает руку в локтевом суставе.
4. Сгибатели и разгибатели пальцев. Одни расположены на внутренней
поверхности предплечья, другие на внешней стороне. Они ведают
движениями пальцев.
Мышцы плечевого пояса
5. Грудино-ключично-сосцевидная мышца. Она вращает и нагибает
голову, участвует в подъеме грудной клетки вверх.
6. Лестничные мышцы шеи располагаются в глубине шеи. Участвуют в
движении позвоночника.
7. Трапециевидная мышца. Находится на задней поверхности шеи и
грудной клетки. Она поднимает и опускает лопатки, тянет голову назад.
Мышцы груди
8. Большая грудная мышца. Расположена на передней поверхности |
рудной клетки. Приводит руку к туловищу и вращает ее внутрь.
9. Передняя зубчатая мышца. Находится на боковой поверхности
грудной клетки. Она вращает лопатку и отводит ее от позвоночного
столба
10. Межреберные мышцы. Находятся на ребрах. Участвуют в акте
чихания.
Мышцы живота.
11. Прямая мышца. Расположена вдоль передней поверхности
брюшного пресса. Она сгибает туловище вперед.
12. Наружная косая мышца. Находится сбоку брюшного пресса. при
одностороннем сокращении сгибает и вращает туловище, при
двустороннем - наклоняет его вперед.
Мышцы спины
13. Широчайшая мышца. Находится на задней поверхности грудной
клетки. Приводит плечо к туловищу, вращает руку внутрь, тянет ее
назад.
14. Длинные мышцы. Расположены вдоль позвоночника. Разгибают,
наклоняют и вращают туловище в стороны.
К мышцам спины также относится и трапециевидная мышца, которая
была рассмотрена выше. Мышцы ног
15. Ягодичные мышцы. Двигают ногу в тазобедренном суставе, отводят,
разгибают, вращают бедро внутрь и наружу. Выпрямляют согнутое
имеред туловище.
16. Четырехглавая мышца. Находится на передней поверхности бедра.
Она разгибает но1^ в колене, сгибает бедро в тазобедренном суставе и
вращает его.
17. Двуглавая мышца. Расположена на задней поверхности бедра.
Сгибает ногу в коленном суставе и разгибает в тазобедренном суставе.
18. Икроножная мышца. Расположена на задней поверхности голени.
Сгибает стопу, участвует в сгибании ноги в коленном суставе.
19. Камбаловидная мышца. Находится в глубине голени. Сгибает стопу.
Сердечно-сосудистая система (система кровообращения)
Деятельность всех систем организма человека осуществляется при
взаимосвязи гуморальной (жидкостной) регуляции и нервной системы.
Гуморальная регуляция осуществляется внутренней системой
транспортировки через кровь и систему кровообращения, к которой
относится сердце, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и органы,
вырабатывающие особые клетки - форменные элементы.
Движение крови и лимфы по сосудам происходит непрерывно,
благодаря чему органы, ткани, клетки постоянно получают
необходимые им в процессе ассимиляции пищевые вещества и кислород,
и непрерывно удаляются продукты распада в процессе обмена веществ
В зависимости от характера и состава циркулирующей в организме
жидкости сосудистую систему разделяют на кровеносную и
лимфатическую.
Кровь - это разновидность соединительной ткани с жидким
межклеточным веществом (плазмой) - 55% и взвешенных в ней
форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов) - 45%.
Основные компоненты плазмы - это вода (90-92%), остальные белки и
минеральные вещества. Благодаря наличию белков в крови вязкость ее
выше воды (примерно в 6 раз). Состав крови относительно стабилен и
имеет слабую щелочную реакцию.
Эритроциты - красные кровяные клетки, они являются носителем
красного пигмента - гемоглобина. Гемоглобин уникален тем, что
обладает способностью к образованию веществ в комплексе с
кислородом. Гемоглобин составляет почти 90% в эритроцитах и служит
переносчиком кислорода из легких ко всем тканям. В 1 куб. мм крови у
мужчин в среднем 5 млн. эритроцитов, у женщин - 4,5 млн. У людей,
занимающихся спортом, эта величина достигает 6 млн. и более.
Эритроциты образуются в клетках красного костного мозга.
Лейкоциты - белые кровяные клетки. Они далеко не так
многочисленны, как эритроциты. В 1 куб. мм крови содержится 6-8
тысяч белых кровяных клеток. Основная функция лейкоцитов - защита
организма от возбудителей болезней. Особенностью лейкоцитов
является способность проникать к местам скопления микробов из
капилляров в межклеточное пространство, где они выполняют свои
защитные функции. Продолжительность их жизни 2-4 дня. Их число все
время пополняется за счет вновь образующихся из клеток костного
мозга, селезенки и лимфатических узлов.
Тромбоциты - кровяные пластинки, основная функция которых обеспечение свертываемости крови. Кровь свертывается вследствие
разрушения тромбоцитов и превращения растворимого белка плазмы
фибриногена в нерастворимый фибрин. Волокна белка вместе с
кровяными клетками формируют сгустки, закупоривающие просветы
кровеносных сосудов.
Под влиянием систематических тренировок увеличивается число
эритроцитов и содержание гемоглобина в крови, в результате чего
повышается кислородная емкость крови. Повышается
сопротивляемость организма к простудным и инфекционным
заболеваниям из-за повышения активности лейкоцитов.
Основные функции крови:
- транспортная - доставляет клеткам питательные вещества и кислород,
удаляет из организма продукты распада при обмене веществ;
- защитная - защищает организм от вредных веществ и инфекции, за
счет наличия механизма свертывания останавливает кровотечение;
- теплообменная - участвует в поддержании постоянной температуры
тела.
Кровь в организме человека движется по замкнутой системе, в которой
выделяются два круга кровообращения - большой и малый .
1 - правое предсердие; 2 - правый желудочек; 3 - легочная артерия; 4 капилляры в легких; 5 - легочная вена; 6 - левое предсердие; 7 - левый
желудочек; 8 - аорта; 9 - капилляры тела; 10 - полая вена.
Центром кровеносной системы является сердце, выполняющее роль
двух насосов. Правая сторона сердца (венозная) продвигает кровь по
малому кругу кровообращения, левая (артериальная)- по большому
кругу Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка
сердца, затем венозная кровь поступает в легочный ствол, который
разделяется на две легочные артерии, которые делятся на более мелкие
артерии, переходящие в капилляры альвеол, в которых происходит
газообмен (кровь отдает углекислый газ и обогащается кислородом). Из
каждого легкого выходит по две вены, впадающие в левое предсердие.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца.
Обогащенная кислородом и питательными веществами артериальная
кровь поступает ко всем органам и тканям, где происходит газообмен и
обмен веществ. Забрав из тканей углекислый газ и продукты распада,
венозная кровь, собирается в вены и двигается к правому предсердию.
По кровеносной системе перемещается кровь, которая бывает
артериальной (насыщенной кислородом) и венозной (насыщенной
углекислым газом).
У человека существуют три типа кровеносных сосудов: артерии, вены,
капилляры. Артерии и вены отличаются друг от друга направлением
движения крови в них. Таким образом, артерия - это любой сосуд,
несущий кровь от сердца к органу, а вена - несущий кровь от органа к
сердцу, независимо от состава крови (артериальная или венозная) в них.
Капилляры - тончайшие сосуды, они тоньше человеческого волоса в 15
раз. Стенки капилляров полупроницаемые, через них вещества,
растворенные в плазме крови, просачиваются в тканевую жидкость, из
которой переходят в клетки. Продукты обмена клеток проникают в
обратном направлении из тканевой жидкости в кровь.
Кровь движется по сосудам от сердца под воздействием давления,
создаваемого сердечной мышцей в момент ее сокращения. На
возвратное движение крови по венам оказывают влияние несколько
факторов:
- во-первых, венозная кровь продвигается к сердцу под действием
сокращений скелетных мышц, которые как бы выталкивают кровь из
вен в сторону сердца, при этом обратное движение крови исключается,
так как
клапаны, находящиеся в венах, пропускают кровь только в одном
направлении - к сердцу.
Механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с
преодолением сил гравитации под воздействием ритмических
сокращений и расслаблений скелетных мышц называется мышечным
насосом.
Таким образом, скелетные мышцы при циклических движениях
существенно помогают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в
сосудистой системе;
- во-вторых, при вдохе происходит расширение грудной клетки и в ней
создается пониженное давление, которое обеспечивает подсасывание
венозной крови к грудному отделу;
- в-третьих, в момент систолы (сокращения) сердечной мышцы при
расслаблении предсердий в них также возникает подсасывающий
эффект, способствующий движению венозной крови к сердцу.
Сердце - центральный орган системы кровообращения. Сердце
представляет собой полый четырехкамерный мышечный орган,
расположенный в грудной полости, разделенный вертикальной
перегородкой на две половины - левую и правую, каждая из которых
состоит из желудочка и предсердия. Сердце работает автоматически под
контролем центральной нервной системы.
Волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в
результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в
аорту при сокращении левого желудочка, называется частотой
сердечных сокращений (ЧСС).
ЧСС взрослого мужчины в покое составляет 65-75 уд/мин., у женщин на
8-10 ударов больше, чем у мужчин. У тренированных спортсменов ЧСС
в покое становится реже за счет увеличения мощности каждого
сердечного сокращения и может достигать 40-50 уд/мин.
Количество крови, выталкиваемое желудочком сердца в сосудистое
русло при одном сокращении, называется систолическим (ударным)
объемом крови. В состоянии покоя он составляет у нетренированных 60, у фенированных-80 мл. При физической нагрузке у нетренированных
возрастает до 100-130 мл., а у тренированных до 180-200 мл.
Количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение
одной минуты, называется минутным объемом крови._В состоянии
покоя этот показатель равен в среднем 4-6 л. При физической нагрузке
он повышается у нетренированных до 18-20 л., а у тренированных до 3040 л.
При каждом сокращении сердца поступающая в систему
кровообращения кровь создает в ней давление, зависящее от
эластичности стенок сосудов. Его величина в момент сердечного
сокращения (систолы) составляет у молодых людей 115-125 мм рт. ст.
Минимальное (диастолическое) давление в момент расслабления
сердечной мышцы составляет - 60-80 мм рт. ст. Разница между
максимальным и минимальным давлением называется пульсовым
давлением. Оно составляет примерно 30-50 мм рт. ст.
Под воздействием физической тренировки размеры и масса сердца
увеличиваются в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и
увеличением его объема. Мышца тренированного сердца более густо
пронизана кровеносными сосудами, что обеспечивает лучшее питание
мышечной ткани и ее работоспособность.
Дыхательная система
Дыханием называется комплекс физиологических процессов,
обеспечивающих потребление кислорода и выделение углекислого газа
живым организмом.
Процесс дыхания принято делить на:
- внешнее (легочное), т.е. обмен газов между легкими и атмосферой;
- тканевое, т.е. процесс обмена кислородом и углекислым газом между
кровью и клетками тела.
Внешнее дыхание осуществляется с помощью дыхательного аппарата,
состоящего из воздухоносных путей (полость носа, носоглотка, гортань,
дыхательное горло, трахеи и бронхи). Стенки носового хода устланы
мерцательным эпителием, который задерживает поступающую с
воздухом пыль. Внутри носового хода происходит согревание воздуха.
При дыхании через рот воздух поступает сразу в глотку и из нее в
гортань, не очищаясь и не согреваясь.
При вдохе воздух попадает в легкие, каждое из которых находится в
плевральной полости и работает изолированно друг от друга. Каждое
легкое имеет форму конуса. Со стороны, обращенной к сердцу, в каждое
легкое (ворота легкого) входит бронх, делясь на более мелкие бронхи,
образуется так называемое бронхиальное дерево. Мелкие бронхи
заканчиваются альвеолами, которые оплетены густой сетью
капилляров, по которым течет кровь. При прохождении крови по
легочным капиллярам и происходит газообмен: углекислый газ,
выделяясь из крови поступает в альвеолы, а те отдают в кровь
кислород.
Показателями работоспособности органов дыхания являются
дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких,
легочная вентиляция, потребление кислорода и др.
Дыхательный объем - объем воздуха, проходящий через легкие за один
дыхательный цикл (вдох, выдох). Этот показатель значительно
увеличивается у тренированных и составляет от 800 мл и более. У
нетренированных дыхательный объем в состоянии покоя находится на
уровне 350-500 мл.
Если после нормального выдоха сделать максимальный выдох, то из
легких выйдет еще 1,0-1,5 л воздуха. Этот объем принято называть
резервным. Количество воздуха, которое можно вдохнуть сверх
дыхательного объема называют дополнительным объемом._Сумма трех
объемов: дыхательного, дополнительного и резервного составляет
жизненную емкость легких.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальный объем воздуха,
который может выдохнуть человек после максимального вдоха
(измеряется методом спирометрии).
Жизненная емкость легких в значительной степени зависит от возраста,
пола, роста, окружности грудной клетки, физического развития. У
мужчин ЖЕЛ колеблется в пределах 3200-4200 мл, у женщин 2500-3500
мл. У спортсменов, особенно занимающихся циклическими видами
спорта (плавание, лыжные гонки и т.п.), ЖЕЛ может достигать у
мужчин 7000 мл и более, у женщин 5000 мл и более.
Частота дыхания - количество дыхательных циклов в минуту. Один
цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Средняя частота
дыхания в покое 15-18 циклов в минуту. У тренированных людей, за
счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 812 циклов в минуту. При физической нагрузке частота дыхания
увеличивается, например, у пловцов до 45 циклов в минуту.
Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за
минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением
величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная
вентиляция в покое находится на уровне 5000-9000 мл. При физической
нагрузке этот показатель увеличивается.
Потребление кислорода - количество кислорода, использованного
организмом в покое или при нагрузке за 1 минуту.
В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кислорода в 1 минуту.
При физической нагрузке эта величина увеличивается.
Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить
в минуту при предельной мышечной работе, называется максимальным
потреблением кислорода (МПК).
Наиболее эффективно дыхательную систему развивают циклические
виды спорта (бег, гребля, плавание, лыжный спорт и т.п.).
Нервная система человека
Нервная система человека объединяет все системы организма в единое
целое и состоит из нескольких миллиардов нервных клеток и их
отростков. Длинные отростки нервных клеток, объединяясь, образуют
нервные волокна, которые подходят ко всем тканям и органам
человека.
Нервную систему делят на центральную и периферическую. К
центральной нервной системе относят головной и спинной мозг.
Периферическая нервная система образуется нервами, отходящими от
головного и спинного мозга. От головного мозга отходят 12 пар
черепных нервов, а от спинного - 31 пара спинномозговых нервов.
По функциональному принципу нервную систему делят на
соматическую и вегетативную. Соматические нервы иннервируют на
поперечнополосатую мускулатуру скелета и некоторые органы (язык,
глотка, гортань и др.). Вегетативные нервы регулируют работу
внутренних органов (сокращение сердца, перистальтика кишечника и
др.).
Основными нервными процессами являются возбуждение и
торможение, возникающие в нервных клетках. Возбуждение - состояние
нервных клеток, когда они передают или направляют сами нервные
импульсы другим клеткам. Торможение - состояние нервных клеток,
когда их активность направлена на восстановление.
Нервная система действует по принципу рефлекса. Различают два вида
рефлексов: безусловный (врожденный) и условный (приобретенный в
процессе жизнедеятельности).
Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение,
осуществляемая при участии ЦНС.
Все движения человека представляют собой приобретенные в процессе
индивидуальной жизни новые формы двигательных актов.
Двигательный навык - двигательное действие, выполняемое
автоматически без участия внимания и мышления.
Образование двигательного навыка происходит последовательно по
трем фазам: генерализации, концентрации, автоматизации.
Фаза генерализации характеризуется расширением и усилением
возбудительного процесса, в результате чего в работу включаются
дополнительные группы мышц. В этой фазе движения неэкономичны,
плохо координированны и неточны.
Фаза концентрации характеризуется дифференцированным
торможением излишнего возбуждения и его концентрации в нужных
зонах головного мозга. Движения в этой фазе становятся точными,
экономичными, стабильными.
Фаза автоматизации характеризуется выполнением движения
автоматически, без участия внимания и мышления.
Автоматизированный навык отличается высокой степенью надежности
и стабильности выполнения всех составляющих его движений.
В образовании двигательного навыка участвуют различные
анализаторы: двигательный, вестибулярный, кожный и др. Анализатор
- это структурная целостность рецептора и нерва, проводящего
возбуждение в центр, находящийся в коре головного мозга. Изменение
функции того или иного анализатора тесно связано со спецификой
физических упражнений. У занимающихся физическими упражнениями
совершенствуется глазодвигательный анализатор, увеличивается поле
зрения (норма - 1 5°, при специальной тренировке до 30°) и
совершенствуется глубина восприятия. При исследованиях кожного
анализатора в процессе тренировок установлено, что те области тела,
которые подвергаются соприкосновениям и ударам, имеют пониженную
тактильную и болевую чувствительность.
В процессе физической тренировки нервная система человека
совершенствуется, осуществляя более тонко взаимодействие процессов
возбуждения и торможения различных нервных центров. Тренировка
позволяет органам чувств более дифференцированно осуществлять
двигательное действие, формирует способность к более быстрому
усвоению новых двигательных навыков.
Обмен веществ и энергии — основа жизнедеятельности организма
человека
Единство организма человека с внешней средой проявляется прежде
всего в непрекращающемся обмене веществ и энергии. Под обменом
веществ (метаболизмом) принято понимать сложный, постоянно
протекающий, самосовершающийся и саморегулирующийся
биохимический и энергетический процесс, связанный с поступлением в
организм из окружающей среды различных питательных веществ,
обеспечивающих постоянство химического состава и внутренних
параметров организма, его жизнедеятельность, развитие и рост,
размножение, способность к движению и адаптации к изменяющимся
условиям внешней окружающей среды.
Обмен веществ — это два взаимосвязанных противоположных процесса,
протекающих одновременно, в результате которых происходит усвоение
веществ, поступающих из окружающей среды и их биологическое
превращение в потенциальную энергию (ассимиляция), а второй
процесс, связанный с постоянным распадом веществ и выведение из
организма продуктов распада (диссимиляция).
Эти процессы согласованы между собой и образуют целостную систему,
обеспечивающую нормальную функциональную жизнедеятельность
организма человека.
Процесс обмена веществ регулируется нервно-гуморальным
(жидкостным) путем, то есть системой и железами внутренней секреции,
усиливая или тормозя гормонообразование и поступление гормонов в
кровь.
В обменных процессах участвуют белки, углеводы, жиры, вода и
минеральные соли. Важная роль в этих процессах принадлежит также
витаминам, которые являются катализаторами обменных процессов.
На белковый обмен существенное влияние оказывает гормон
щитовидной железы - тироксин; на углеводный обмен оказывает
влияние гормон надпочечников - адреналин и гормон поджелудочной
железы - инсулин; на жировой обмен влияют гормоны поджелудочной,
щитовидной желез и др.
Общая интенсивность обменных процессов в течение жизни меняется.
Сразу после рождения человека скорость поступления в организм
питательных веществ превышает скорость их распада. Это обеспечивает
рост организма. К 17-19 годам различия в скорости процессов
ассимиляции и диссимиляции постепенно сглаживаются, в организме к
этому времени устанавливается динамическое равновесие между этими
сторонами обменных процессов. С этого времени рост организма, по
существу прекращается, но процесс ассимиляции все же преобладает. В
возрасте от 25 до 60 лет в процессе обмена веществ наблюдается
равновесие, при котором интенсивность процессов примерно равна. К
старости в обменных процессах начинает преобладать диссимиляция,
что приводит к снижению биосинтеза многих важнейших для
жизнедеятельности организма веществ: ферментов, структурных
белков, легко доступных для использования источников энергии.
Происходит снижение функциональных возможностей различных
тканей, дистрофия мышц и снижение их силы; ухудшаются и качество
нервной регуляции деятельности органов и систем организма